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南模中学 2023 学年第一学期高二年级数学期中
2023.11
一、填空题(本大题共 12 题,满分 54分,第 1-6 题每题 4分,第 7-12 题每题 5分)
1. 已知空间中两条直线 a,b ,“ a b ”是“a与 b 相交”的__________条件.(选填“充分非必要”,“必要非充
分”,“既非充分又非必要”,“充要”)
a 0,1,m,b 0,n,3 , // mn
2. 已知 分别是平面 的法向量,且 ,则 __________.
4
arccos
5
3. 若圆锥高为3,且母线与底面所成角为 ,则该圆锥的侧面积为______.
r r
a2b
a,b 60
4. 已知 均为空间单位向量,且它们的夹角为 ,则 ______.
5. 如图,点 C 在圆锥 PO 的底面圆 O 上,AB是直径, AB8 ,BAC 30,圆锥的母线与底面成的
角为 60 ,则点A到平面 PBC 的距离为_____.
6. 某同学在参加魔方实践课时,制作了一个工艺品,如图所示,该工艺品可以看成是一个球被一个棱长为
6 3
的正方体的六个面所截后剩余的部分,(球心与正方体的中心重合),若其中一个截面圆的周长为
6
,则该球的表面积是______.
AB6,AB 2
7. 现有甲乙两个形状完全相同的四棱台容器如图所示,已知 1 1 ,现按一定的速度匀速往甲
容器里注水,当水的高度是四棱台高度的一半时用时7分钟,如果按照相同的速度匀速往乙容器里注水,
当水的高度是四棱台高度的一半时用时________分钟.
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8. 已知正方体 ABCDA 1 B 1 C 1 D 1的棱长为1,点E 、 F 、 G 分别为棱AB 、 AA 1、 C 1 D 1的中点,则下列结论
中
3 3
(1)过E 、 F 、 G 三点作正方体的截面,所得截面面积为 4
BC BDDB 60
(2) 1 与平面 1 1 所成的角为:
2
BD
(3)异面直线EF 与 1所成角的正切值为 2
1
ACBD
(4)四面体 1 1的体积等于2 ;
其中正确的结论________;
9. 用一个平面将圆柱切割成如下图的两部分.将下半部分几何体的侧面展开,平面与圆柱侧面所形成的交
y 1.5 2cosx,x,
线在侧面展开图中对应的函数表达式为 ,则平面与圆柱底面所形成的二面角
的正弦值是__________.
A A A A A A A A A,A , ,A
10. 如图,棱长为1的正方体 1 2 3 4 5 6 7 8的八个顶点分别为 1 2 8,记正方体12条棱的
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A ,A , ,A A ,A , ,A A m A A A A
中点分别为 9 10 20,6个面的中心为 21 22 26,正方体的中心为 27.记 j 1 7 1 j,
j{1,2,,27} AA m m m
,其中 1 7是正方体的体对角线.则 1 2 27 ________.
11. 水平桌面上放置了3个半径为2的小球,它们两两相切,并均与桌面相切.若用一个半球形容器(容器
厚度忽略不计)罩住三个小球,则半球形容器的半径的最小值是____.
AB AC BC 1
12. 空间内存在三点A、B、C,满足 ,在空间内取不同两点(不计顺序),使得这两点
与A、B、C可以组成正四棱锥,求方案数为______.
二、选择题(本大题共有 4题,满分 20分,每题 5 分)
13. 如图所示,在平行六面体 ABCDA 1 B 1 C 1 D 1中,M 为 A 1 C 1与 B 1 D 1 的 交点,若
ABa ,ADb,AA c
1 ,则BM ( )
1 1 1 1
A. a bc B. a bc
2 2 2 2
1 1 1 1
C. a bc D. a b c
2 2 2 2
14. 有一个沙漏如图所示,由圆柱与圆锥组合而成,上下对称,沙漏中沙子完全流下刚好填满下半部分的圆
柱部分,已知沙漏总高度为10cm,圆柱部分高度为2cm,则初始状态的沙子高度h为( )
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A. 3cm B. 3.5cm C. 4cm D. 4.5cm
15. 已知两个不同平面,和三条不重合的直线a,b,c,则下列命题:
(1)若
b,a b,则a
且a
.
(2)若平面内有不在同一直线的三点A、B、C到平面的距离都相等,则
;
(3)若,分别经过两异面直线a,b,且c,则c必与a或b相交;
(4)若a,b,c是两两互相异面的直线,则存在无数条直线与a,b,c都相交.
其中正确的命题是( ).
A. (1)(3) B. (2)(4) C. (1)(2)(4) D. (3)(4)
16. 如图,设P为正四面体ABCD表面(含棱)上与顶点不重合的一点,由点P到四个顶点的距离组成
的集合记为M ,如果集合M 中有且只有2个元素,那么符合条件的点P有.
A. 4个 B. 6个 C. 10个 D. 14个
三、解答题(共 5道大题,其中 17题 14分,18题 14分,19题 14分,20题 16分,21题 18
分,共计 76 分)
17.
已知空间中三点A2,0,2 、B1,1,2 、C3,0,4
,设a
A
B
,b
A
C
.
(1)若 c 3,且c//BC,求向量c;
(2)求以a、b为一组邻边的平行四边形的面积S.
18. 亭子是一种中国传统建筑,多建于园林,人们在欣赏美景的同时也能在亭子里休息、避雨、乘凉(如
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图1).假设我们把亭子看成由一个圆锥PO 与一个圆柱OO 构成的几何体(如图2).一般地,设圆
1 1
锥PO 中母线与底面所成角的大小为,当2035时,方能满足建筑要求.已知圆锥高为1.5
1
米,底面半径为2.5米,圆柱高为3米,底面半径为2米.
(1)求几何体的体积;
(2)如图2,设E为圆柱底面半圆弧CD 的三等分点,求圆柱母线EF 和圆锥母线PB所在异面直线所成
角的正切值,并判断该亭子是否满足建筑要求.
19. 在四棱锥M ABCD中,四边形ABCD是平行四边形,且BC AB BD,MCBMCD.
(1)求异面直线BD与MC 所成角的余弦值;
7
(2)若CM 2,CD2,二面角BCM D的平面角的余弦值为 ,求DCM 的正弦值.
25
1
20. 如图,在等腰梯形ABCD中,BC∥AD,BC AD2,A60,E为AD中点,点O,F分
2
别为BE,DE的中点,将
ABE沿BE折起到 A
1
BE的位置,使得平面A
1
BE 平面BCDE(如图).
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(1)求证:AOCE ;
1
(2)求直线AB与平面ACE 所成角的正弦值;
1 1
AP
(3)侧棱AC上是否存在点P,使得BP∥平面AOF ?若存在,求出 1 的值;若不存在,请说明理由
1 1 AC
1
21. 在棱长均为2的正三棱柱ABC- ABC 中,E为BC 的中点.过AE的截面与棱BB,AC 分别交于点
1 1 1 1 1 1 1 1
F,G.
(1)若F为BB 的中点,试确定点G的位置,并说明理由;
1
(2)在(1)的条件下,求截面AGEF与底面ABC所成锐二面角的正切值;
(3)设截面AFEG的面积为S ,△AEG面积为S ,△AEF 面积为S ,当点F在棱BB 上变动时,求
0 1 2 1
S2
0 的取值范围.
S S
1 2
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